Hvorfor afgør en "tilsyneladende enkel forbehandling" levetiden på gear?
I gearfremstillingsindustrien gælder en velkendt sandhed: "Halvdelen af carbureringens succes afhænger af forbehandling." Mange kvalitetsproblemer ved carburering på stedet—lokale bløde pletter, inkonsistent hærdedybde, tidlig pitting, pludselige fald i kontaktudmattelseslevetid og mere—kan til sidst spores tilbage til ikke ovnfejl eller defekte kemiske formler, men til fejl i forberedelsen før carburering.
Ujævn hærdedybde er en af de mest kritiske skjulte risici for gear. Konsekvenserne går langt ud over blot uregelmæssig hårdhed:
- Lokale bløde pletter → Høj risiko for tidlig pitting
- Inkonsistent hærdedybde → Ujævn fordeling af kontaktspændinger
- Utilstrækkelig hærdedybde ved tandrodene → Nedsat bøjningsudmattelseslevetid
- Ujævn overfladestruktur → Øget risiko for "hvide lag" eller brændinger under efterfølgende gearslidning
- Forhøjet støj og ustabil tandhjulssamling → Deterioreret NVH (Støj, Vibration, Hårdhed) ydeevne
Kort sagt: Ujævn hærdedybde er en tikkende bombe for tidlig tandhjulsfejl.
Afs møring fjerner olieflekker, kølemiddelrester, sved fra hænder, tilskudsvæskeaflejringer og andre forureninger. Utilstrækkelig afskærmning fører til:
- Ollag, der blokerer for transmission af carbonpotential
- Reducerede lokale carboniteringshastigheder
- Lav hærdedybde eller endda "hvide pletter" og "bløde pletter"
Disse problematiske områder er særligt udsatte for pitting ved anvendelser med højt kontaktspændinger, såsom orbitale gearkasser.
Smådelsknæklede tandhjul har typisk en tyk oxidstreg, som hvis ikke fuldstændig fjernet, forårsager:
- Kulstofblokerede zoner, selv i vakuumkarburiseringsprocesser
- 20 %–50 % reduktion i hårdfaldsdybde
- Ujævn overflademikrostruktur
- "Omvendt karbonindtrængning" (kulstofrigdom i dybere lag sammen med kulstofudvaskning ved overfladen)
Tandhjul med denne fejl er meget modtagelige for pitting efter slibning – utilstrækkelig overfladehårdhed kombineret med intern hårdhed skaber farlige spændingskoncentrationer.
Ovnsbelægning er langt mere kompleks end blot "at placere tandhjul inde i ovnen". Det påvirker direkte:
- Cirkulationsmønstre for ovngas
- Kontaktareal mellem ovngas og tandhjul
- Enhed i kulstofpotentialets udsættelse over alle tandhjulsflader
Forkert belæsning resulterer i:
- Lokale døde zoner → Lav kasedybde
- Overlapning eller afskærmning mellem tandhjul → Pletvise bløde områder
- Overfyldning → Forstyrret gasgennemstrømning i ovnen
- Blandet belæsning af små og store tandhjul → Temperaturuoverensstemmelser pga. forskellige varmekapaciteter
Disse problemer optræder langt oftere på stedet, end der almindeligvis antages.
Kerneprincippet i carbonitering er: Kulstofatomer → Diffunderer ind i ståloverfladen → Opnår målkonzentration og -dybde
Når affedtning, aflangning eller belæsningsmangler nedsætter overfladens evne til at optage kulstof:
- Kulstoffusionen langsommere
- Kulstofpotentiale reaktioner hæmmes
- Lokale kulstofudtømte zoner dannes
- Overflademartensitindhold falder
- Hårdhed falder med 50–150 HV
- Indhærdsdybde er utilstrækkelig med 0,1–0,3 mm
- Overfladens restspænding i tryk formindskes
Endeligt viser tandhjul tidlige fejl, herunder:
- Pitting
- Spalling
- Mikrorevner
- Øget indgrebsstøj
- Betydelig nedsat udmattelseslevetid (typisk 30–60 % kortere)
- Pitting koncentreret til specifikke tandoverfladeområder (ikke tilfældig distribution)
- Tydelige hårhedsuensstemmelser (f.eks. HRC 60 mod HRC 54)
- Betydelige forskelle i kasedybde mellem venstre og højre tandoverflader
- Trinlignende eller bratte ændringer i kasedybdes profil
- Metallografisk analyse viser øget ferritindhold ved overfladen
- Hårhedsfordelingen mangler en gradvis gradient (viser bratte spring eller sammenbrud)
Disse tegn peger alle på ét centralt problem: Utilstrækkelig forbehandling, der fører til uregelmæssig carboniteringseffektivitet.
- Almindelig testning af afsmæktningsvæskes koncentration
- Ultralydsrengøring (højst anbefalet)
- Obligatorisk rensning med varmt vand
- Reguleret tørretemperatur
- "Vandfilmtest" til overordnet kontrol af overfladens renhed
Anvend passende metoder:
- Stråling (SA2,5 standard anbefalet)
- Tandem-syrebehandling + neutralisering
- Mekanisk slibning
- Laserrengøring (high-end løsning)
Mål: Oprettelse af en fuldt metaloverflade uden rester af dyb oxidstærkelse
Udvikle virksomhedsspecifikke SOP'er (standardarbejdsprocedurer):
- Maksimalt X stykker pr. lag
- Forbyd direkte tand-til-tand-kontakt
- Sørg for ubesværet cirkulation af ovnsgas
- Adskilt belægning af små og store gear
- Anvend standard spændefixturer
Anbefalinger:
- Standardteststænger (Ø20×20 mm)
- Samtidig ovnbelægning sammen med produktionstænderhjul
- Hårdheds- og metallografisk sammenligning
- Datastyret produktionsoptimering
Carburisering er en af de mest kritiske processer i tandhjulsproduktion, men de 'små, nemt oversete skridt', der kommer før, afgør faktisk overfladens kvalitet: Et enkelt dråbe restolie, et spor af oxid, et enkelt blokeringspunkt eller en forkert belægningsvinkel – enhver af disse fejl kan halvere levetiden for et helt parti tandhjul.
Husk: Carburiseringskvalitet starter ikke, når ovnen tændes, men med forberedelsen inden behandlingen. At investere i korrekt forbehandling skaber grundlaget for tandhjulenes langsigtede pålidelighed og ydeevne.
EN
AR
FI
NL
DA
CS
PT
PL
NO
KO
JA
IT
HI
EL
FR
DE
RO
RU
ES
SV
TL
IW
ID
SK
UK
VI
HU
TH
FA
MS
HA
KM
LO
NE
PA
YO
MY
KK
SI
KY
